astronomi

Periode Rotasi
Bumi aksial tilt (atau arah miring) dan hubungannya dengan sumbu rotasi dan bidang orbit dilihat dari Matahari selama equinox Maret .
Pada prograde planet seperti Bumi, hari bintang adalah lebih pendek dari hari matahari . Pada waktu 1, Matahari dan bintang yang jauh tertentu keduanya overhead. Pada saat 2, planet telah diputar 360 ° dan bintang yang jauh adalah overhead lagi, tapi Matahari tidak (1 → 2 = satu hari bintang). Hal ini tidak sampai sedikit kemudian, pada waktu 3, bahwa Matahari adalah overhead lagi (1 → 3 = satu hari matahari).

Periode rotasi bumi relatif terhadap matahari (tengah hari sampai tengah hari benar benar) adalah hari yang benar surya atau hari matahari nyata . Hal ini tergantung pada gerakan orbital bumi dan oleh karenanya dipengaruhi oleh perubahan eksentrisitas dan inklinasi orbit bumi. Kedua bervariasi selama ribuan tahun sehingga variasi tahunan hari matahari benar juga bervariasi. Umumnya, lebih panjang dari hari matahari rata-rata selama dua periode tahun ini dan lebih pendek selama dua. [n 1] Hari surya benar cenderung lebih panjang di dekat perihelion ketika matahari ternyata bergerak sepanjang ekliptika melalui sudut yang lebih besar dari biasanya , mengambil sekitar 10 detik lebih lama untuk melakukannya. Sebaliknya, itu adalah sekitar 10 detik lebih pendek dekat aphelion . Ini adalah sekitar 20 detik lagi di dekat sebuah titik balik matahari ketika proyeksi gerakan jelas matahari di sepanjang ekliptika ke ekuator langit menyebabkan matahari untuk bergerak melalui sudut yang lebih besar dari biasanya. Sebaliknya, dekat equinox proyeksi ke khatulistiwa yang lebih pendek sekitar 20 detik. Saat ini, efek perihelion dan titik balik matahari bergabung untuk memperpanjang hari matahari benar dekat 22 Desember hingga 30 detik matahari rata-rata, tetapi efek balik matahari sebagian dibatalkan oleh efek aphelion dekat 19 Juni ketika itu hanya 13 detik lebih lama. Efek dari equinoxes memendekkannya dekat 26 Maret dan 16 September sebesar 18 detik dan 21 detik, masing-masing. [1] [2] [3]

Rata-rata dari hari matahari benar selama satu tahun penuh adalah mean hari matahari , yang berisi 86.400 detik surya berarti. Saat ini, masing-masing detik sedikit lebih panjang daripada SI kedua karena hari matahari rata-rata bumi sekarang sedikit lebih panjang dari itu selama abad ke-19 karena gesekan pasang surut . Panjang rata-rata dari mean hari matahari sejak diperkenalkannya lompatan kedua pada tahun 1972 telah sekitar 0 sampai 2 lebih dari 86.400 ms detik SI. [4] [5] [6] fluktuasi acak karena inti-mantel kopling memiliki amplitudo sekitar 5 ms. [7] [8] Yang kedua surya rata-rata antara 1750 dan 1892 dipilih pada tahun 1895 oleh Simon Newcomb sebagai unit independen waktu dalam bukunya Tabel Matahari . Tabel ini digunakan untuk menghitung dunia ephemerides antara tahun 1900 dan 1983, sehingga kedua ini dikenal sebagai ephemeris kedua . Pada tahun 1967 kedua SI dibuat sama dengan kedua ephemeris. [9]

The waktu matahari nyata adalah ukuran dari rotasi bumi dan perbedaan antara itu dan mean waktu matahari dikenal sebagai persamaan waktu .

Periode rotasi bumi relatif terhadap bintang-bintang tetap , yang disebut hari bintang nya oleh Rotasi Bumi Internasional dan Referensi Sistem Layanan (IERS), adalah 86,164.098 903 691 detik mean waktu matahari (UT1) (23 h 56 m 4,098 903 691 s, 0,997 269 663 237 16 berarti hari matahari). [10] [n 2] periode rotasi bumi relatif terhadap precessing atau bergerak vernal berarti equinox , misnamed nya bintang hari , [n 3] adalah 86,164.090 530 832 88 detik dari mean waktu matahari (UT1) (23 h 56 m 4,090 530 832 88 s, 0,997 269 566 329 08 berarti hari matahari). [10] Dengan demikian bintang hari lebih pendek dari hari bintang oleh sekitar 8,4 ms. [12] Pada 499 CE Aryabhata , yang besar matematika - astronom dari zaman klasik dari matematika India dan astronomi India diperkirakan panjang sebagai bintang hari 23 jam 56 m 4,1 s. [13]

Kedua hari itu bintang dan bintang hari lebih pendek dari hari matahari rata-rata sekitar 3 menit 56 detik. Hari matahari rata-rata dalam hitungan detik SI tersedia dari IERS untuk periode 1623-2005 [14] dan 1962-2005. [15]
Sebuah paparan 3571 kedua dari langit utara.
Deviasi dari panjang hari dari hari SI berbasis, 1962-2010

Baru (1999-2010) panjang tahunan rata-rata dari mean hari matahari lebih dari 86.400 SI detik telah bervariasi antara 0,25 ms dan 1 ms, yang harus ditambahkan untuk kedua bintang dan hari sidereal diberikan dalam mean waktu matahari di atas untuk mendapatkan mereka panjang dalam SI detik.

Kecepatan sudut rotasi bumi dalam ruang inersia adalah (7.2921150 ± 0.0000001) × 10 -5 radian per SI kedua (rata-rata kedua surya). [10] Mengalikan dengan (180 ° radian / π) × (86.400 detik / berarti hari matahari) hasil 360.9856 ° / berarti hari matahari, menunjukkan Bumi yang berputar lebih dari 360 ° relatif terhadap bintang-bintang tetap dalam satu hari matahari. Gerakan Bumi sepanjang orbitnya hampir bundar ketika sedang berputar sekali sekitar porosnya membutuhkan Bumi yang berputar sedikit lebih dari sekali relatif terhadap bintang-bintang tetap sebelum matahari rata-rata bisa lewat atas kepala lagi, meskipun berputar hanya sekali (360 °) relatif terhadap berarti Sun. [n 4] Mengalikan nilai dalam rad / s dengan radius khatulistiwa bumi dari 6.378.137 m ( WGS84 ellipsoid) (faktor radian 2π dibutuhkan oleh kedua membatalkan) menghasilkan kecepatan khatulistiwa 465,1 m / s, 1,674.4 km / jam atau 1,040.4 mil / jam. [16] Beberapa sumber menyatakan bahwa kecepatan khatulistiwa Bumi sedikit kurang, atau 1,669.8 km / jam. [17] ini diperoleh dengan membagi lingkar ekuator Bumi dengan 24 jam. Namun, penggunaan hanya satu lingkar tanpa disadari berarti hanya satu inersia rotasi dalam ruang, sehingga satuan waktu yang sesuai harus menjadi jam sidereal. Hal ini ditegaskan dengan mengalikan dengan jumlah hari dalam satu sidereal berarti hari matahari, 1.002 737 909 350 795, [10] yang menghasilkan kecepatan khatulistiwa di jam matahari rata-rata yang diberikan di atas dari 1,674.4 km / jam.

Kecepatan tangensial dari rotasi bumi pada titik di Bumi dapat diperkirakan dengan mengalikan kecepatan di khatulistiwa dengan kosinus dari lintang. [18] Sebagai contoh, Kennedy Space Center terletak di 28,59 ° Lintang Utara kecepatan menghasilkan: 1.674 | km / jam * cos (28,59) = 1,470.23 kilometer per jam (913,56 mph)

Pemantauan permanen rotasi bumi memerlukan penggunaan interferometri baseline Very Long dikoordinasikan dengan Global Positioning System , Laser satelit mulai , dan lainnya satelit teknik. Ini menyediakan mutlak referensi untuk penentuan waktu universal , presesi , dan angguk kepala . [19]

Selama jutaan tahun, rotasi secara signifikan diperlambat oleh interaksi gravitasi dengan Bulan , baik energi rotasi dan momentum sudut sedang perlahan ditransfer ke Bulan: lihat pasang surut percepatan . Namun beberapa kegiatan skala besar, seperti gempa bumi Samudra Hindia 2004 , telah menyebabkan rotasi untuk mempercepat oleh sekitar 3 mikrodetik dengan mempengaruhi saat bumi inersia. [20] Pasca-glasial Rebound , berlangsung sejak yang terakhir Zaman es , juga mengubah distribusi massa bumi sehingga mempengaruhi momen inersia bumi dan, pada kekekalan momentum sudut , periode rotasi bumi.